Recenzja dysku Kioxia CD9P-R: dysk Gen5 o dużej intensywności odczytu do 61.44 TB

Kioxia CD9P-R to dysk o dużej intensywności odczytu nowej generacji dysków SSD NVMe do centrów danych firmy Kioxia i pierwszy dysk z serii CD oparty na technologii BiCS FLASH 8. generacji TLC. Seria łączy autorski kontroler i oprogramowanie układowe Kioxia z PCIe 5.0 i NVMe 2.0, zapewniając nominalną wydajność sięgającą 14 800 MB/s przy odczycie sekwencyjnym i 2.6 miliona losowych operacji wejścia/wyjścia na sekundę (IOPS), w zależności od pojemności. Modele E3.S mają pojemność od 1.92 TB do 30.72 TB, a wariant 2.5-calowy rozszerza stos do 61.44 TB. Nasz egzemplarz testowy to model E3.S o pojemności 7.68 TB w wersji SED (KCD9DPJE7T68).

Stos pojemności ma pewien problem, który warto zrozumieć, zanim spojrzymy na wykresy. Opublikowane specyfikacje Kioxii plasują się w środku rodziny, a nie na jej szczycie: modele 7.68 TB i 15.36 TB oferują najlepszy w linii odczyt sekwencyjny na poziomie 14 800 MB/s i najlepszy zapis losowy na poziomie 450 tys. IOPS, podczas gdy flagowy model o pojemności 30.72 TB oferuje niższe wartości: 13 500 MB/s i 270 tys. IOPS. Dwie najmniejsze pojemności są również dostępne w poprzedniej pamięci NAND BiCS generacji 5, a nie 8. Innymi słowy, dysk o pojemności 7.68 TB na naszym stanowisku testowym to konfiguracja, w której platforma pokazuje pełnię swoich możliwości, a kupujący poszukujący maksymalnej gęstości na poziomie 30.72 TB oddają część z nich, co nie jest rzadkością.

Kioxia stawia na krok naprzód w stosunku do CD8P, co potwierdzają opublikowane tabele specyfikacji. Przy pojemności 7.68 TB, wychodzący model CD8P-R E3.S oferuje 200 tys. losowych operacji zapisu na sekundę (IOPS); CD9P-R zwiększa tę wartość do 450 tys., co stanowi 2.25-krotny wzrost. Odczyt sekwencyjny wzrasta o 23% z 12 000 MB/s do 14 800 MB/s, a odczyt losowy o 30% z 2 milionów do 2.6 miliona IOPS. Moc znamionowa dysku aktywnego nieznacznie wzrasta, z typowych 21 W do 23 W przy tej pojemności, co plasuje CD9P-R w jednym rzędzie z resztą dysków Gen5 o dużej intensywności odczytu. Argument o wydajności dotyczy tego, co dysk oferuje w tym zakresie.

Drobne szczegóły, które definiują miejsce tego dysku: CD9P-R charakteryzuje się konstrukcją jednoportową i 1 DWPD. Nie ma dwuportowej ścieżki dla tradycyjnych macierzy pamięci masowej klasy enterprise, a obciążenia o dużej intensywności zapisu należą do modelu CD9P-V, przeznaczonego do zastosowań mieszanych. Ten dysk został stworzony z myślą o flotach serwerów hiperskalowalnych i chmurowych, warstwach odczytu OLTP, dostarczaniu treści oraz środowiskach zwirtualizowanych, w których wzorzec dostępu jest zdominowany przez odczyt, a budżet mocy jest stały. Spełnia on wszystkie wymagania platformy, oferując obsługę OCP Datacenter NVMe SSD v2.5 (nie wszystkie wymagania), ochronę przed utratą zasilania, kompleksową ochronę danych, opcje zabezpieczeń SIE i SED, MTTF wynoszący 2.5 miliona godzin w temperaturze 50°C oraz pięcioletnią gwarancję.

Specyfikacja KIOXIA CD9P-R

Poniższa tabela przedstawia serię KIOXIA CD9P-R w formacie E3.S pod kątem jej pojemności, ze szczególnym uwzględnieniem parametrów wydajności, wytrzymałości, mocy i specyfikacji niezawodności.

Specyfikacje serii KIOXIA CD9P-R (E3.S)
	30.72TB	15.36TB	7.68TB	3.84TB	1.92TB
Numery modeli
Numer modelu SIE	KCD9XPJE30T7	KCD9XPJE15T3	KCD9XPJE7T68	KCD9XPJE3T84	KCD9XPJE1T92
Numer modelu SED	KCD9DPJE30T7	KCD9DPJE15T3	KCD9DPJE7T68	KCD9DPJE3T84	KCD9DPJE1T92
Podstawowe dane techniczne
Przypadek użycia	Intensywne czytanie (1 zapis dysku dziennie)
Form Factor	E3.S, grubość 7.5 mm
Interfejs / Protokół	PCIe 5.0 x4, NVMe 2.0
Maksymalna prędkość interfejsu	128 GT/s (PCIe Gen5 x4)
NAND	KIOXIA BiCS FLASH 3D TLC (Gen 8 dla pojemności 7.68 TB–30.72 TB; Gen 5 dla pojemności 1.92 TB–3.84 TB)
Zgodność z OCP	Specyfikacja dysku SSD NVMe OCP Datacenter w wersji 2.5 (częściowa)
Ochrona	SIE (Sanitize Instant Erase), SED (TCG Opal i Ruby SSC)
Wydajność (do)
Odczyt sekwencyjny (128 KiB, MB/s)	13,500	14,800	14,800	14,500	14,500
Zapis sekwencyjny (128 KiB, MB/s)	7,000	7,000	7,000	7,000	3,600
Odczyt losowy (4 KB, K IOPS)	2,600	2,600	2,600	2,600	2,000
Losowy zapis (4 KB, K IOPS)	270	450	450	320	160
Wymagania dotyczące zasilania
Napięcie zasilające	12 V ±10%, 3.3 V ±15%
Moc (aktywna)	23W typ.
Moc (gotowość/bezczynność)	5W typ.
Niezawodność
MTTF	2 500 000 godzin w temperaturze 0–50°C | 2 000 000 godzin w temperaturze 0–55°C
UBER	< 1 sektor na 1017 odczytane bity
DWPD	1
Gwarancja	5 Lata
Ochrona danych	Ochrona przed utratą zasilania (PLP), kompleksowa ochrona danych
Wymiary
Grubość	7.5 mm +0.2 / -0.5 mm
Szerokość	76 mm ± 0.25 mm
Długość	112.75 mm ± 0.4 mm
Waga	110g maks
Środowiskowy
Temperatura (robocza)	0 ° C do 75 ° C
Temperatura (w stanie spoczynku)	-40 ° C do 85 ° C
Wilgotność (podczas pracy)	5% do 95% RH
Wibracje (podczas pracy)	21.27 m/s² { 2.17 Grms } (5–800 Hz)
Wstrząs (operacyjny)	9.8 km/s² { 1,000 G } (0.5 ms)

Wydajność KIOXIA CD9P-R

Platforma testowania napędów

W tej recenzji jako platformę testową dla wszystkich obciążeń wykorzystaliśmy serwer Dell PowerEdge R760 z systemem Ubuntu 22.04.2 LTS. Wyposażony w złącze szeregowe JBOF Gen5 , oferuje on szeroką kompatybilność z dyskami SSD U.2, E1.S, E3.S i M.2. Poniżej przedstawiono konfigurację naszego systemu:

• 2 x Intel Xeon Gold 6430 (32-rdzeniowy, 2.1 GHz)
• 16 x 64 GB DDR5-4400
• Dysk SSD Dell BOSS 480 GB
• Kable szeregowe Gen5 JBOF
• NVIDIA L4

Porównanie napędów

• Pascari X200P 7.68TB
• SanDisk SN861 7.68 TB
• Solidigm PS1010 7.68 TB
• Kingston DC3000ME 7.68 TB
• Micron 7600 Max 6.4 TB
• Micron 9550 MAX 12.8 TB
• Micron 9550 Pro 7.68 TB

Test punktów kontrolnych DLIO

Aby ocenić rzeczywistą wydajność dysków SSD w środowiskach szkoleniowych AI, wykorzystaliśmy narzędzie testowe Data and Learning Input/Output (DLIO). Opracowane przez Argonne National Laboratory, narzędzie DLIO zostało zaprojektowane specjalnie do testowania wzorców wejścia/wyjścia w obciążeniach głębokiego uczenia. Dostarcza ono informacji o tym, jak systemy pamięci masowej radzą sobie z takimi wyzwaniami, jak obsługa punktów kontrolnych, pobieranie danych i trenowanie modeli.

Poniższy wykres ilustruje, jak dyski realizują proces w 18 punktach kontrolnych. Podczas trenowania modeli uczenia maszynowego punkty kontrolne są niezbędne do okresowego zapisywania stanu modelu, zapobiegając utracie postępów w przypadku przerw lub przerw w zasilaniu. To zapotrzebowanie na pamięć masową wymaga solidnej wydajności, szczególnie w przypadku długotrwałych lub intensywnych obciążeń. Wykorzystaliśmy test porównawczy DLIO w wersji 2.0 z wydania z 13 sierpnia 2024 r.

Aby zapewnić, że nasze testy porównawcze odzwierciedlają rzeczywiste scenariusze, oparliśmy je na architekturze modelu LLAMA 3.1 405B. Zaimplementowaliśmy obsługę punktów kontrolnych za pomocą funkcji torch.save() w celu przechwytywania parametrów modelu, stanów optymalizatorów i stanów warstw. Nasza konfiguracja symulowała system z ośmioma procesorami graficznymi, implementując hybrydową strategię paralelizmu z 4-kierunkowym paralelizmem tensorowym i 2-kierunkowym przetwarzaniem równoległym potokowym, rozłożonym na osiem procesorów graficznych. Ta konfiguracja dała rozmiar punktu kontrolnego wynoszący 1,636 GB, co odzwierciedla wymagania związane z trenowaniem nowoczesnych modeli języków programowania.

Patrząc na średnie wyniki testów, dysk KIOXIA CD9P-R wystartował z wynikiem 464.7 sekundy w teście 1, po czym wzrósł do 575.6 sekundy w teście 2 i ustabilizował się na poziomie 572.2 sekundy w teście 3. To zachowanie było zbliżone do wyników większości dysków w grupie porównawczej, które w ostatnim teście mieściły się w przedziale od około 553 do 590 sekund. Wyjątkowym przypadkiem był dysk Pascari X200P, który uzyskał znacznie lepszy wynik – 674.5 sekundy. Ogólnie rzecz biorąc, dysk CD9P-R wykazał przewidywalną skalowalność w przypadku powtarzających się operacji w punktach kontrolnych i pozostał konkurencyjny w teście w porównaniu z popularnymi dyskami SSD Gen5 klasy korporacyjnej.

W testach DLIO Checkpoint Benchmark do punktu kontrolnego 12, dysk KIOXIA CD9P-R o pojemności 7.68 TB pozostał jednym z dysków o bardziej spójnych wynikach w grupie porównawczej. Po starcie z wynikiem 471.4 sekundy w pierwszym punkcie kontrolnym, ustabilizował się w stosunkowo wąskim zakresie od około 560 do 580 sekund do końca testu, kończąc punkt kontrolny 12 z wynikiem 569.7 sekundy. Dysk KIOXIA trzymał się blisko dysków Solidigm PS1010, Micron 7600 MAX i Kingston DC3000ME przez większość obciążenia.

Pascari X200P zdecydowanie odstawał od reszty, gwałtownie skacząc po punkcie kontrolnym nr 4 i utrzymując się znacznie powyżej stawki, osiągając prawie 690 sekund przed punktem kontrolnym nr 12. Micron 9550 MAX wykazał najkrótszy czas przejazdu przez punkt kontrolny w drugiej połowie testu, spadając do zaledwie 531.3 sekundy, a następnie kończąc na 569.1 sekundy. Chociaż CD9P-R nie był najszybszy na żadnym z punktów kontrolnych, uniknął dużych wahań obserwowanych u kilku konkurentów i zapewnił stabilną jazdę w punktach kontrolnych przez cały okres testu.

Wskaźnik wydajności FIO

Aby zmierzyć wydajność pamięci masowej każdego dysku SSD w oparciu o typowe wskaźniki branżowe, wykorzystujemy FIO. Każdy dysk przechodzi ten sam proces testowania, który obejmuje etap wstępnego kondycjonowania, obejmujący dwa pełne zapełnienia dysku sekwencyjnym obciążeniem zapisu, a następnie pomiar wydajności w stanie ustalonym. W miarę zmiany typu mierzonego obciążenia, uruchamiamy kolejne wstępne zapełnienie dysku o nowym rozmiarze transferu.

W tej sekcji skupiamy się na następujących wskaźnikach FIO:

• 128K sekwencyjny
• 64K Losowo
• 16K Losowo
• 4K Losowo

128K Sekwencyjny zapis (IODepth 16 / NumJobs 1)

Po przejściu do testu zapisu sekwencyjnego 128 KB w stanie ustalonym przy niższym IODepth wynoszącym 16, ogólna pozycja w grupie pozostała zasadniczo niezmieniona w porównaniu z wynikami uzyskanymi przed testem. Micron 9550 Max (12.8 TB) nadal prowadził z wynikiem 10 957,9 MB/s, a tuż za nim Micron 9550 Pro (7.68 TB) z wynikiem 10 354,6 MB/s. Kingston DC3000ME (7.68 TB) zajął trzecie miejsce z wynikiem 8,477.4 MB/s, a Pascari X200P (7.68 TB) uplasował się tuż za nim z wynikiem 8,369.7 MB/s.

Dysk KIOXIA CD9P-R (7.68 TB) uzyskał wynik 6,912.4 MB/s, plasując się na końcu stawki. Dyski Solidigm PS1010 (7.68 TB) z wynikiem 7,126.5 MB/s i SanDisk DC SN861 (7.68 TB) z wynikiem 7,116.5 MB/s uplasowały się niżej od dysków ze średniej półki, ale nadal wyprzedziły CD9P-R i Micron 7600 Max (6.4 TB) z wynikiem 6,960.6 MB/s. Wynik dysku KIOXIA jest spójny i przewidywalny dla dysku NVMe zoptymalizowanego pod kątem odczytu.

128K Sekwencyjne opóźnienie zapisu (IODepth 16 / NumJobs 1)

Przy IODepth wynoszącym 16 w teście zapisu w stanie ustalonym, opóźnienie spadło znacząco na wszystkich dyskach w porównaniu z warunkami wstępnego kondycjonowania. Micron 9550 Max (12.8 TB) ponownie prowadził z najniższym średnim opóźnieniem wynoszącym 182.2 µs, znacznie wyprzedzając Micron 9550 Pro (7.68 TB) z wynikiem 192.9 µs. Oba dyski skorzystały na wyższej przepustowości zapisu, co pozwoliło im na wydajniejszą obsługę operacji wejścia/wyjścia.

Dysk KIOXIA CD9P-R (7.68 TB) osiągnął 289.0 µs, co stanowi najwyższe opóźnienie zapisu w grupie przy tej głębokości kolejki. Solidigm PS1010 (7.68 TB) z 280.3 µs i SanDisk DC SN861 (7.68 TB) z 280.7 µs znalazły się tuż poniżej CD9P-R, natomiast Micron 7600 Max (6.4 TB) uzyskał 287.1 µs. Kingston DC3000ME (7.68 TB) i Pascari X200P (7.68 TB) zajęły środkową pozycję z odpowiednio 235.6 µs i 238.6 µs.

128 KB odczytu sekwencyjnego (IODepth 64 / NumJobs 1)

Test odczytu sekwencyjnego 128 KB całkowicie odwrócił wyniki w zakresie zapisu, a KIOXIA CD9P-R (7.68 TB) okazała się jednym z najlepszych dysków w tej grupie. CD9P-R osiągnął wynik 14 235,9 MB/s, co plasuje go na szczycie zestawienia ex aequo z Pascari X200P (7.68 TB) z wynikiem 14 242,1 MB/s. Solidigm PS1010 (7.68 TB) z wynikiem 14 163,3 MB/s, Micron 9550 Pro (7.68 TB) z wynikiem 14 050,1 MB/s i Micron 9550 Max (12.8 TB) z wynikiem 14 047,5 MB/s – wszystkie te dyski skupiły się w paśmie 200 MB/s na szczycie.

Kingston DC3000ME (7.68 TB) pozostał w tyle za liderami z wynikiem 13 513,8 MB/s, a SanDisk DC SN861 (7.68 TB) uzyskał wynik 12 631,2 MB/s. Micron 7600 Max (6.4 TB) z wynikiem 11 240,5 MB/s był jedynym dyskiem, który osiągnął wynik poniżej 12 GB/s.

Opóźnienie odczytu sekwencyjnego 128K (IODepth 64 / NumJobs 1)

Wyniki opóźnienia odczytu sekwencyjnego 128 KB ściśle odzwierciedlają wynik przepustowości. Pascari X200P (7.68 TB) prowadził z wynikiem 561.4 µs, a KIOXIA CD9P-R (7.68 TB) plasował się na czele z wynikiem 561.7 µs. Solidigm PS1010 (7.68 TB) z wynikiem 564.5 µs, Micron 9550 Pro (7.68 TB) z wynikiem 569.0 µs i Micron 9550 Max (12.8 TB) z wynikiem 569.1 µs – wszystkie znalazły się w przedziale 8 µs od lidera, co potwierdza, że ​​ta klasa dysków jest ograniczona przepustowością interfejsu Gen5, a nie wewnętrznym opóźnieniem.

Na kolejnym miejscu znalazł się Kingston DC3000ME (7.68 TB) z wynikiem 591.6 µs, a następnie SanDisk DC SN861 (7.68 TB) z wynikiem 633.0 µs, natomiast Micron 7600 Max (6.4 TB) z wynikiem 711.4 µs osiągnął opóźnienie o 26% wyższe od najlepszych dysków, co jest zgodne z jego niższą sekwencyjną przepustowością odczytu.

 

Losowy zapis 64K

W pełnym cyklu losowego zapisu 64 KB, dysk KIOXIA CD9P-R (7.68 TB) zapewnił niezmiennie przyzwoity profil przepustowości, osiągając średnią w zakresie 3-6 GB/s i osiągając szczyt 6,906 MB/s przy najwyższych testowanych głębokościach kolejek (IODepth 32 / NumJobs 8). To umieściło dysk CD9P-R w środku stawki pod względem przepustowości zapisu 64 KB, wyraźnie za dyskiem Micron 9550 Max (12.8 TB), który skalował się do szczytów ponad 10 GB/s, ale wyprzedzając dyski Solidigm PS1010 (7.68 TB) i SanDisk DC SN861 (7.68 TB), które znalazły się w dolnej połowie tabeli. Dysk Micron 7600 Max (6.4 TB) trzymał się blisko, osiągając podobny pułap i plasując się tuż powyżej dysku CD9P-R.

Opóźnienie losowego zapisu 64K

Przebieg losowego zapisu 64 KB dla dysku KIOXIA CD9P-R (7.68 TB) pokazał, że jest on dość zrównoważony. Przy niskich głębokościach kolejek opóźnienie było dobrze kontrolowane, zaczynając od zakresu poniżej 100 µs przy IODepth 1 / NumJobs 1. Wraz ze wzrostem współbieżności, opóźnienie stopniowo rosło w zakresie 300–700 µs przez większość przebiegu o średniej głębokości, a następnie rosło dalej przy szczytowych głębokościach kolejek, osiągając dolny zakres 2,000 µs. To umieściło dysk CD9P-R w środku grupy przez większość przebiegu, działając bardziej przewidywalnie niż Solidigm PS1010 (7.68 TB) i Pascari X200P (7.68 TB), które charakteryzowały się ostrzejszymi skokami w zakresie 4,000–6,000 µs przy wysokiej współbieżności.

Micron 9550 Max (12.8 TB) utrzymywał najbardziej spójne opóźnienie w całym zakresie, rzadko przekraczając 1,700 µs nawet przy szczytowych głębokościach, podczas gdy Micron 7600 Max (6.4 TB) i Micron 9550 Pro (7.68 TB) plasowały się w pobliżu.

Odczyt losowy 64K

Przebieg losowego odczytu 64 KB ujawnił jedną z najbardziej charakterystycznych zalet KIOXIA CD9P-R (7.68 TB): wyjątkową wydajność przy niskich głębokościach kolejek. W dolnym zakresie przeszukiwania, IODepth 1 / NumJobs 1, CD9P-R wystartował z prędkością około 1,334 MB/s, wyprzedzając ją z dużą przewagą dzięki wyjątkowo niskiemu opóźnieniu odczytu na wejście/wyjście. Ta przewaga utrzymywała się w całym zakresie niskich głębokości kolejek, ponieważ dysk stale osiągał lub zbliżał się do szczytu.

Wraz ze wzrostem głębokości kolejki do zakresu 8/4–32/4, inne dyski dogoniły i prześcignęły CD9P-R. Przy najwyższych poziomach współbieżności, CD9P-R ustabilizował się na poziomie 11.0–12.0 GB/s, plasując się za Pascari X200P (7.68 TB), Micron 9550 Pro (7.68 TB) i Micron 9550 Max (12.8 TB), które osiągnęły 13.5–14.2 GB/s.

Opóźnienie odczytu losowego 64K

Analiza opóźnienia odczytu losowego 64 KB potwierdziła przewagę KIOXIA CD9P-R (7.68 TB) w zakresie opóźnień odczytu przy niskich głębokościach kolejek. Od IODepth 1 / NumJobs 1 do zakresu niskiej współbieżności, CD9P-R konsekwentnie notował jedne z najniższych opóźnień w grupie, plasując się znacznie poniżej większości konkurentów i w wąskim paśmie do średnich głębokości kolejek.

W miarę jak długość kolejki przekraczała zakres od 32/1 do 16/4, grupa zbliżała się do siebie i pod koniec cyklu wszystkie napędy osiągnęły zakres od 600 µs do 1,400 µs.

Losowy zapis 16K

W całym cyklu losowego zapisu IOPS (16 tys.) dysk KIOXIA CD9P-R (7.68 TB) zapewnił stabilny profil wydajności w średnim zakresie. Micron 9550 Max (12.8 TB) ponownie zdominował rynek, utrzymując bardzo wysoką trajektorię IOPS, znacznie przewyższającą inne dyski, często zbliżającą się do 600–690 tys. IOPS przy wyższych głębokościach kolejki, podczas gdy Micron 7600 Max (6.4 TB) utrzymał wysoką przepustowość w zakresie 400–450 tys.

Dysk CD9P-R przez większość testu porównywał się z dyskami Kingston DC3000ME (7.68 TB), Micron 9550 Pro (7.68 TB) i SanDisk DC SN861 (7.68 TB), osiągając na ogół od 200 do 250 tys. IOPS przy umiarkowanych głębokościach i skalując się do 365–440 tys. IOPS przy najwyższej testowanej współbieżności (IODepth 32 / NumJobs 16). Dysk Solidigm PS1010 (7.68 TB) wypadł najsłabiej w losowym zapisie 16 KB, często ustępując wszystkim pozostałym dyskom.

Opóźnienie losowego zapisu 16K

W teście losowego zapisu 16K, dysk KIOXIA CD9P-R (7.68 TB) konsekwentnie utrzymywał się w dolnej i średniej warstwie w większości zakresu głębokości kolejki. Przy niskich głębokościach kolejki, dysk rozpoczynał od wartości poniżej 50 µs i utrzymywał stabilne, dobrze kontrolowane opóźnienie w umiarkowanej części testu. Wraz ze wzrostem głębokości kolejki do zakresu 8/8–32/8, opóźnienie rosło bardziej gwałtownie na wszystkich dyskach, a CD9P-R poruszał się w zakresie 500–750 µs, osiągając szczyt na poziomie około 1,165 µs.

Micron 9550 Max (12.8 TB) odnotował najstabilniejsze opóźnienie w całym zakresie, utrzymując się poniżej wartości granicznej w większości punktów danych. Solidigm PS1010 (7.68 TB) i Pascari X200P (7.68 TB) wykazały największe skoki opóźnienia przy dużej głębokości kolejki, osiągając odpowiednio 3,300 µs i 2,050 µs. Z kolei CD9P-R, Micron 7600 Max (6.4 TB) i Kingston DC3000ME (7.68 TB) zachowywały się bardziej przewidywalnie w górnym zakresie współbieżności. Opóźnienie zapisu 16 KB w przypadku CD9P-R jest jednym z najbardziej stabilnych w grupie przy dużych obciążeniach o mieszanej równoległości.

 

 

Odczyt losowy 16K

W teście losowego odczytu IOPS na 16 tys. dysków, Pascari X200P (7.68 TB) i Micron 9550 Max (12.8 TB) osiągnęły najwyższą wartość IOPS, zbliżając się do 900 tys. w stanie nasycenia. Micron 9550 Pro (7.68 TB) plasował się tuż za nim z podobnym skalowaniem, a Solidigm PS1010 (7.68 TB) zamknął najwyższą pozycję.

Dysk KIOXIA CD9P-R (7.68 TB) osiągnął 734.3 tys. IOPS w szczytowym punkcie pomiaru (IODepth 32 / NumJobs 8), co plasuje go w wyższej średniej klasie, wyprzedzając Micron 7600 Max (6.4 TB) z 719.3 K, Kingston DC3000ME (7.68 TB) z 665.6 K i SanDisk DC SN861 (7.68 TB) z 661.1 K IOPS.

Opóźnienie odczytu losowego 16K

W teście losowego odczytu 16 KB, KIOXIA CD9P-R (7.68 TB) wykazał doskonałe opóźnienie odczytu w większości testowanego zakresu głębokości kolejki. Od najniższego punktu testu, CD9P-R wystartował z około 33 µs przy IODepth 1 / NumJobs 1. Pozostał w ścisłej grupie z najlepszymi dyskami w fazie umiarkowanej współbieżności, generalnie utrzymując się poniżej 100 µs.

Wraz ze wzrostem głębokości kolejki do najwyższych zakresów współbieżności, opóźnienie wszystkich dysków gwałtownie wzrosło. Dysk CD9P-R osiągnął wartość około 713 µs w szczytowym momencie, plasując się za dyskami SanDisk DC SN861 (7.68 TB) i Kingston DC3000ME (7.68 TB), które przekroczyły 820–845 µs, podczas gdy Micron 9550 Max (12.8 TB) i Micron 9550 Pro (7.68 TB) utrzymały niższe opóźnienie szczytowe.

Losowy zapis 4K

W teście losowego zapisu IOPS dla 4K, Micron 7600 Max (6.4 TB) i Micron 9550 Max (12.8 TB) utrzymywały czołowe pozycje przez większość testu, utrzymując 1,500–1,780 tys. IOPS w szczytowej współbieżności. Micron 9550 Pro (7.68 TB) i Pascari X200P (7.68 TB) uplasowały się na wyższych pozycjach, podczas gdy Solidigm PS1010 (7.68 TB) i SanDisk DC SN861 (7.68 TB) zajmowały pozycje w średnim i górnym przedziale.

Dysk KIOXIA CD9P-R (7.68 TB) osiągnął 1,263.1 tys. operacji wejścia/wyjścia na sekundę przy IODepth 32 / NumJobs 16, co plasuje go w niższej średniej klasie pod względem wydajności losowego zapisu danych w 4K.

Opóźnienie losowego zapisu 4K

Test losowego opóźnienia zapisu 4K przyniósł jeden z najbardziej zmiennych wyników w grupie, a dysk KIOXIA CD9P-R (7.68 TB) ponownie znalazł się w środku stawki. Przy niskich głębokościach kolejki, opóźnienie zapisu dysku CD9P-R zaczynało się od 9–13 µs na poziomie IODepth 1, co było wynikiem konkurencyjnym, ale nieznacznie wyższym od najlepszych dysków o tych samych parametrach. W umiarkowanej części testu dysk utrzymywał się w zakresie 20–120 µs, podobnie jak większość dysków w grupie.

Przy najwyższych głębokościach kolejki, CD9P-R osiągnął 200–410 µs, pozostając znacznie poniżej Solidigm PS1010 (7.68 TB), który osiągnął szczyt w okolicach 740 µs i wykazał znaczną zmienność, oraz Pascari X200P (7.68 TB) z 544 µs. Micron 9550 Max (12.8 TB), Micron 7600 Max (6.4 TB) i Micron 9550 Pro (7.68 TB) odnotowały najbardziej kontrolowane profile opóźnień w całym zakresie.

Odczyt losowy 4K

Przemiatanie losowego odczytu 4K przyniosło jeden z ciekawszych wyników w naszych testach FIO dla KIOXIA CD9P-R (7.68 TB). Przy najniższych głębokościach kolejki, IODepth 1 / NumJobs 1 i IODepth 2 / NumJobs 1, CD9P-R wyraźnie wyróżniał się na tle konkurencji, generując około 32.3 tys. operacji wejścia/wyjścia na sekundę (IOPS) (126 MB/s). Wraz ze wzrostem współbieżności reszta grupy nadrabiała zaległości, a w szczytowym momencie przemiatania nastąpiła zmiana w rankingu. SanDisk DC SN861 (7.68 TB) prowadził pod względem współbieżności z wynikiem 2,555.6 tys. operacji wejścia/wyjścia na sekundę. Jednocześnie KIOXIA CD9P-R osiągnął 2,165.0 tys. IOPS przy IODepth 32 / NumJobs 16, co skutecznie pozwoliło na remis z Micron 9550 Max (12.8 TB) z wynikiem 2,164.8 tys. IOPS i zajęcie drugiego miejsca w grupie. Na kolejnych miejscach znalazły się Solidigm PS1010 (7.68 TB) i Pascari X200P (7.68 TB), a na niższym miejscu Micron 7600 Max (6.4 TB) i Kingston DC3000ME (7.68 TB).

Opóźnienie odczytu losowego 4K

Przemiatanie 4K losowego odczytu latencji potwierdziło sugestię wykresu IOPS: KIOXIA CD9P-R (7.68 TB) ma najniższe zmierzone opóźnienie odczytu przy niskich głębokościach kolejki spośród dysków testowanych w grupie porównawczej. Zaczynając od około 30 µs z IODepth 1 / NumJobs 1, CD9P-R miał prawie połowę opóźnienia większości konkurencyjnych dysków, skupionych w zakresie 60-90 µs w tym samym punkcie danych. W umiarkowanej części przemiatania CD9P-R utrzymał prowadzenie pod względem opóźnienia, podążając poniżej grupy przez IODepth 8 i 16, zanim zrównał się z grupą wraz ze wzrostem współbieżności. Przy najwyższych testowanych głębokościach kolejki wszystkie dyski znalazły się w zakresie 120-275 µs, przy czym SanDisk DC SN861 (7.68 TB) odnotował najwyższe opóźnienie, wynoszące około 200 µs. KIOXIA CD9P-R zakończył skanowanie po około 236 µs, co plasuje go w połowie grupy.

Bezpośrednie przechowywanie GPU

Jednym z testów, jakie przeprowadziliśmy na tym stanowisku testowym, był test Magnum IO GPU Direct Storage (GDS). GDS to funkcja opracowana przez firmę NVIDIA, która pozwala procesorom graficznym ominąć procesor główny (CPU) podczas uzyskiwania dostępu do danych przechowywanych na dyskach NVMe lub innych szybkich urządzeniach pamięci masowej. Zamiast kierować dane przez procesor i pamięć systemową, GDS umożliwia bezpośrednią komunikację między procesorem graficznym a urządzeniem pamięci masowej, znacznie redukując opóźnienia i poprawiając przepustowość danych.

Jak działa bezpośrednie przechowywanie danych GPU

Tradycyjnie, gdy procesor graficzny (GPU) przetwarza dane przechowywane na dysku NVMe, dane muszą najpierw przejść przez procesor (CPU) i pamięć systemową, zanim dotrą do procesora graficznego (GPU). Proces ten wprowadza wąskie gardła, ponieważ procesor (CPU) działa jako pośrednik, zwiększając opóźnienia i zużywając cenne zasoby systemowe. Technologia GPU Direct Storage eliminuje ten problem, umożliwiając procesorowi graficznemu bezpośredni dostęp do danych z urządzenia pamięci masowej za pośrednictwem magistrali PCIe. Ta bezpośrednia ścieżka zmniejsza obciążenie związane z przesyłaniem danych, umożliwiając szybsze i bardziej wydajne przesyłanie danych.

Obciążenia sztucznej inteligencji, zwłaszcza te wykorzystujące uczenie głębokie, charakteryzują się wysoką intensywnością przetwarzania danych. Trenowanie dużych sieci neuronowych wymaga przetwarzania terabajtów danych, a każde opóźnienie w transferze danych może prowadzić do niewykorzystania procesorów graficznych (GPU) i wydłużenia czasu trenowania. Technologia GPU Direct Storage rozwiązuje ten problem, zapewniając jak najszybsze dostarczanie danych do procesora graficznego (GPU), minimalizując czas przestoju i maksymalizując wydajność obliczeniową.

Ponadto GDS jest szczególnie przydatny w przypadku obciążeń wymagających strumieniowego przesyłania dużych zbiorów danych, takich jak przetwarzanie wideo, przetwarzanie języka naturalnego czy wnioskowanie w czasie rzeczywistym. Zmniejszając zależność od procesora, GDS przyspiesza przesyłanie danych i uwalnia zasoby procesora do innych zadań, co dodatkowo zwiększa ogólną wydajność systemu.

Przepustowość sekwencyjnego odczytu GDSIO

Test sekwencyjnej przepustowości odczytu GDSIO uwydatnił wysoką wydajność odczytu dysku KIOXIA CD9P-R (7.68 TB). We wszystkich trzech segmentach rozmiaru bloku, dysk CD9P-R okazał się dyskiem o najwyższej przepustowości przy największej liczbie wątków.

W segmencie bloków o rozmiarze 16K, CD9P-R otworzył się na poziomie około 0.3 GiB/s na wątku 16K/1, startując z tyłu większości stawki. Dyski takie jak Pascari X200P (7.68 TB) i Micron 7600 Max (6.4 TB) weszły do ​​segmentu z wynikiem około 0.55-0.6 GiB/s na pojedynczym wątku. Wraz ze wzrostem liczby wątków, CD9P-R skalował się agresywnie, wyprzedzając grupę w średnim zakresie. Przy 16K/16 wyprzedził większość konkurentów, a przy 16K/64 osiągnął około 2.0 GiB/s, najwyższą przepustowość w grupie w tym momencie. Przy 16K/128, CD9P-R utrzymał się na poziomie około 1.9 GiB/s i pozostał wśród najlepszych dysków, podczas gdy kilka innych dysków osiągnęło plateau lub spadło. Przewaga CD9P-R w zakresie przepustowości odczytu wynoszącej 16 000 MHz wynika ze sprawności skalowania wraz z liczbą wątków, a nie z dominacji pojedynczego strumienia.

W segmencie bloków o rozmiarze 128 KB, dysk CD9P-R osiągnął przepustowość około 1.6 GiB/s przy 128 KB/1, plasując się blisko czołówki w tej grupie pod względem liczby wątków, obok dysku SanDisk DC SN861 (7.68 TB). Dysk skalował się płynnie w umiarkowanym zakresie wątków, osiągając około 3.9 GiB/s przy 128 KB/8, co stanowiło wówczas najwyższą przepustowość w grupie, podczas gdy większość konkurentów nadal oferowała przepustowość w zakresie od 1.7 do 2.0 GiB/s. W przypadku dysków 128 KB/16 i 128 KB/32, dysk CD9P-R nadal przewodził w tej dziedzinie, podczas gdy inne dyski skalowały się coraz lepiej. W przypadku prędkości 128K/64 i 128K/128, Micron 9550 Pro (7.68 TB) i Micron 9550 Max (12.8 TB) dogonił i wyprzedził CD9P-R, osiągając wartość około 5.2–5.3 GiB/s, podczas gdy CD9P-R osiągnął szczyt na poziomie około 5.1 GiB/s, a następnie spadł do około 4.8 GiB/s przy prędkości 128K/128.

W segmencie bloków o rozmiarze 1M, dysk CD9P-R otworzył się z prędkością około 3.9 GiB/s przy 1M/1 i skalował się stabilnie z każdym kolejnym wątkiem. Przy 1M/128 osiągnął około 6.2 GiB/s, co stanowi najwyższą szczytową przepustowość odczytu w grupie porównawczej. Tuż za nim uplasowały się dyski Pascari X200P (7.68 TB) i Micron 9550 Max (12.8 TB), osiągając około 6.1 GiB/s każdy, a następnie Solidigm PS1010 (7.68 TB) i Micron 9550 Pro (7.68 TB) z prędkością około 6.0 GiB/s. Dysk Kingston DC3000ME (7.68 TB) osiągnął około 5.9 GiB/s, podczas gdy Micron 7600 Max (6.4 TB) był wyraźnie w tyle z prędkością około 5.6 GiB/s.

Opóźnienie odczytu sekwencyjnego GDSIO

Wykres opóźnienia odczytu sekwencyjnego GDSIO pokazał, że wszystkie osiem dysków poruszało się po niemal identycznych trajektoriach przez cały cykl. Wartości opóźnienia zależą głównie od rozmiaru bloku i liczby wątków, a nie od cech charakterystycznych dla danego dysku, przez co wykres ten jest mniej zróżnicowany niż wyniki dotyczące przepustowości i IOPS.

Na linii bazowej pojedynczego wątku (blok 16 KB, 1 wątek) dysk CD9P-R osiągnął czas około 44 µs, plasując się w środku grupy. Szybsze dyski w tej konfiguracji to Pascari X200P (7.68 TB) z czasem około 26 µs, SanDisk DC SN861 (7.68 TB) z czasem około 26 µs oraz Micron 7600 Max (6.4 TB) z czasem około 27 µs. Na drugim końcu, Kingston DC3000ME (7.68 TB) osiągnął czas około 83 µs, a Solidigm PS1010 (7.68 TB) z czasem około 71 µs – to zdecydowanie największe odchylenia od normy w opóźnieniu odczytu pojedynczego wątku w tej grupie.

Przez resztę cyklu linie zbiegały się. Wszystkie napędy osiągnęły zakres 20 000–22 000 µs do 1M/128, przy czym CD9P-R z czasem około 20.3 ms znalazł się w dolnej części grupy, co jest zgodne z jego wyższą przepustowością w tej konfiguracji.

Przepustowość zapisu sekwencyjnego GDSIO

Badanie sekwencyjnej przepustowości zapisu GDSIO ujawniło znaczące różnice w obrębie grupy.

Dysk Solidigm PS1010 (7.68 TB) wykazał gwałtowny spadek przepustowości zapisu przy dużej liczbie wątków w segmencie bloków 128 KB. Po osiągnięciu konkurencyjnej wartości 3.9 GiB/s przy 128 KB/32, dysk gwałtownie spadł do około 2.5 GiB/s przy 128 KB/64, a następnie do zaledwie 1.6 GiB/s przy 128 KB/128, co stanowiło mniej niż połowę przepustowości większości konkurencyjnych dysków w tej konfiguracji. Degradacja trwała w segmencie 1 MB, gdzie szczytowa wartość dysku osiągnęła zaledwie 4.2 GiB/s przy umiarkowanej liczbie wątków, a następnie ponownie spadła w górnym zakresie. To utrzymujące się załamanie przy dużym obciążeniu wielowątkowym jest najistotniejszą anomalią w zbiorze danych. Micron 9550 Max (12.8 TB) również wykazał gwałtowny spadek przepustowości w segmencie 1M, spadając z ok. 4.7 GiB/s przy 1M/32 do ok. 2.2 GiB/s przy 1M/64, przed częściowym odzyskaniem przy 1M/128.

W segmencie bloków o rozmiarze 16 KB wszystkie dyski utrzymywały się w zakresie od 0.6 do 1.5 GiB/s, z różnicami zaledwie kilku dziesiątych GiB/s dla większości wątków. Dysk CD9P-R otwierał się z prędkością około 0.7 GiB/s przy 16 KB/1, skalował się do około 1.5 GiB/s przy 16 KB/32, a następnie ustabilizował się. Micron 9550 Max (12.8 TB) był wyjątkiem, gwałtownie spadając do około 0.7 GiB/s przy 16 KB/128, podczas gdy reszta grupy utrzymywała się w zakresie od 1.2 do 1.4 GiB/s.

W segmencie 128 KB, CD9P-R był jednym z najmocniejszych dysków o niskiej liczbie wątków. Przy 128 KB/1, wszedł na rynek z prędkością około 2.7 GiB/s, blisko szczytu grupy, i skalował się do około 4.7 GiB/s przy 128 KB/8, co było wówczas najwyższą wartością w grupie. Od 128 KB/16, Micron 9550 Pro (7.68 TB) i Micron 9550 Max (12.8 TB) przewyższyły CD9P-R, osiągając w szczytowych momentach około 5.1–5.3 GiB/s. CD9P-R utrzymywał się na poziomie około 4.1–4.5 GiB/s przez resztę segmentu 128 KB.

W segmencie bloków o rozmiarze 1 M, dysk CD9P-R wszedł do segmentu z przepustowością około 4.9 GiB/s przy 1M/1, co stanowiło najwyższą przepustowość w grupie w tej konfiguracji jednowątkowej. Mimo to, pozostała ona zasadniczo stabilna na poziomie około 4.3-4.4 GiB/s we wszystkich kolejnych wątkach, zamiast kontynuować skalowanie. Większość innych dysków wykorzystywała dodatkowe wątki do dalszego wzrostu: Micron 9550 Pro (7.68 TB), Micron 7600 Max (6.4 TB) i Pascari X200P (7.68 TB) przewyższyły dysk CD9P-R przy 1M/4 i wyższych, osiągając szczytową przepustowość na poziomie około 5.2-5.7 GiB/s. Maksymalna przepustowość zapisu CD9P-R wynosząca 4.9 GiB/s zajęła piąte miejsce wśród ośmiu napędów, za Micron 9550 Max z 5.69 GiB/s, Micron 9550 Pro z 5.54 GiB/s, Micron 7600 Max z 5.44 GiB/s i Pascari X200P z 5.41 GiB/s.

Opóźnienie zapisu sekwencyjnego GDSIO

W segmencie 16K wszystkie dyski spisywały się bardzo dobrze przy niskiej liczbie wątków. Przy 16K/1, CD9P-R osiągnął około 21 µs, najniższe opóźnienie zapisu w grupie w tej konfiguracji, tuż poniżej Solidigm PS1010 (7.68 TB) z opóźnieniem około 22 µs. Pascari X200P (7.68 TB) plasował się tuż za nim z opóźnieniem około 25 µs, podczas gdy Micron 9550 Max (12.8 TB) i Micron 7600 Max (6.4 TB) uzyskały opóźnienie około 30 µs. Przy 16K/128, Micron 9550 Max osiągnął około 2,500 µs, najwyższe opóźnienie zapisu w grupie w tej konfiguracji, podczas gdy CD9P-R utrzymał się na poziomie około 1,500 µs i pozostał jednym z niższych wartości w grupie.

W segmencie 128K spadek przepustowości Solidigm PS1010 ujawnił się na wykresie opóźnień jako gwałtowny wzrost do około 9,700 µs przy 128K/64, co stanowiło najbardziej widoczną anomalię w tej części analizy. CD9P-R podążał za grupą główną w całym segmencie 128K, utrzymując się w zakresie od 1,900 do 3,800 µs przy 128K/64 i 128K/128.

W segmencie 1M, dwa dyski wykazały podwyższone skoki opóźnienia przy 1M/64, co jest zgodne z degradacją ich przepustowości w tej konfiguracji. Micron 9550 Max (12.8 TB) i Micron 9550 Pro (7.68 TB) osiągnęły około 27 000–28 000 µs przy 1M/64, a następnie wzrosły jeszcze bardziej przy 1M/128. Dysk CD9P-R osiągnął około 14 500 µs przy 1M/64, co odzwierciedla jego bardziej stabilną przepustowość zapisu w tej konfiguracji, i zakończył cykl na około 29 100 µs przy 1M/128. Pascari X200P (7.68 TB) zapewnił najniższe opóźnienie zapisu przy 1M/128, wynoszące około 25 000 µs. Najwyższe wartości 1M/128 odnotowano dla Micron 9550 Pro: około 44 900 µs i Solidigm PS1010: około 40 700 µs, a następnie dla Micron 7600 Max: około 36 000 µs.

Wniosek

Dysk KIOXIA CD9P-R E3.S o pojemności 7.68 TB działa dokładnie tak, jak powinien działać dysk intensywnie odczytujący dane, a dane testowe śledzą ten krótki czas od początku do końca. Odczyty sekwencyjne znalazły się blisko czołówki w naszym teście 128 KB, osiągając 14 235,9 MB/s, co skutecznie dorównuje wynikom Pascari X200P. Prawdziwa sygnatura dysku ujawniła się przy niskich głębokościach kolejek: około 30 µs losowego opóźnienia odczytu 4 KB w QD1, co stanowi blisko połowę 60–90 µs uzyskiwanych przez większość testerów. To niskie opóźnienie odczytu zostało przeniesione na dyski GPU Direct Storage, gdzie dysk CD9P-R skalował się płynnie wraz z liczbą wątków i osiągnął najwyższą w grupie przepustowość odczytu 1 MB, wynoszącą około 6.2 GiB/s.

Kompromisy są równie oczywiste i zgodne z konstrukcją dysku 1 DWPD, a nie jej ujemne. Wydajność zapisu plasowała się w średniej klasie, z prędkością zapisu sekwencyjnego 128 KB na poziomie 6,912.4 MB/s, plasując się na końcu stawki, a przepustowość zapisu sekwencyjnego GDSIO osiągnęła szczyt na poziomie 4.9 GiB/s, zajmując piąte miejsce wśród ośmiu dysków. Rodzina dysków Micron 9550 przewodziła w tych obciążeniach zapisu zarówno pod względem przepustowości, jak i opóźnień. Nie jest to jednak wadą dysku CD9P-R; jest to dysk SSD o dużej intensywności odczytu, a kupujący, którzy potrzebują stabilnej wydajności zapisu, powinni rozważyć model CD9P-V do zastosowań mieszanych.

Spójność pod obciążeniem to druga strona medalu. Podczas punktowania kontrolnego DLIO w oparciu o profil LLAMA 3.1 405B, CD9P-R ustabilizował się na poziomie około 572 sekund na przebieg i utrzymywał się w paśmie od 553 do 590 sekund, które definiowało główny nurt Gen5, unikając wahań, które spowodowały, że Pascari X200P osiągnął 674.5 sekundy. Platforma skaluje się również znacznie poza naszą próbkę: rodzina CD9P-R osiąga 30.72 TB w wersji E3.S i 61.44 TB w obudowie 2.5-calowej, korzystając z tej samej architektury, co pozwala na pojedynczą kwalifikację obejmującą wszystko, od węzłów obliczeniowych o wysokiej wydajności po warstwy odczytu o wysokiej gęstości.

Dysk CD9P-R jest łatwy do polecenia dla flot chmurowych, potoków danych AI, dostarczania treści i zwirtualizowanych warstw odczytu ze wzorcami dostępu zdominowanymi przez odczyt. Łączy on najwyższą przepustowość odczytu Gen5 z najniższym opóźnieniem odczytu przy niskim QD w naszej grupie porównawczej oraz dużą pojemnością stosu, a także zapewnia stabilność przy stałym obciążeniu.

Strona produktu – KIOXIA CD9P-R 7.68 TB

Tabela wyników: Kioxia CD9P-R zajmuje pierwsze miejsce w rankingu najlepszych dysków SSD klasy korporacyjnej w kategorii „Najlepszy dysk do intensywnego odczytu ”.